CN105445143A - 用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置 - Google Patents

Abstract

<b>本发明涉及岩心毛管压力测量技术领域，是一种用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其包括岩心驱替装置和称重计量装置；岩心驱替装置包括底座、岩心筒、上封帽和工字形压力轴，岩心筒固定安装在底座上，在岩心筒的顶部固定安装有上封帽，底座、岩心筒和上封帽之间形成密封腔。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过驱替压力孔向密封腔内加压，连通空心槽和密封腔的通气孔实现岩心的上端面和周边同时加压，极大程度缩短驱替周期；通过驱替液管、上控制阀和下控制阀配合，实现从充液孔至驱替液管充满驱替液的需要，为精确称重计量做好铺垫工作；通过密闭称重计量罩、称重模块、滴管和储液管的配合使用，实现精确称重的目的。</b>

Description

用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置

技术领域

本发明涉及岩心毛管压力测量技术领域，是一种用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置。

背景技术

长期以来，半渗透隔板岩心毛管压力测量由于测量周期过长，而没有得到广泛应用。目前较常用的是：岩心的一端用于驱替岩心孔隙内的液体的驱替端，另一端用于与半渗透隔板端面耦合的出液端，来测量岩心毛管压力；由于该测量装置采用岩心周边加围压密封，岩心端面与驱替端面、半渗透隔板耦合，驱替液玻璃管计量驱替液的方式。使驱替测量周期过长，驱替液玻璃管计量会因目测角度不同和环境温度影响造成出液计量误差。

发明内容

本发明提供了一种用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决岩心周边加压驱替造成驱替测量周期过长，采用玻璃管计量造成出液计量误差大的问题。

本发明还进一步解决了受环境温度影响造成出液计量误差大的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，包括岩心驱替装置和称重计量装置；岩心驱替装置包括底座、岩心筒、上封帽和工字形压力轴，岩心筒固定安装在底座上，在岩心筒的顶部固定安装有上封帽，底座、岩心筒和上封帽之间形成密封腔，在底座上设有与密封腔相连通的充液孔，在密封腔内安装有能堵住充液孔的半渗透隔板，在上封帽上分别设置有与密封腔相连通的驱替压力孔和上大下小的阶梯孔，在阶梯孔的上部固定安装有液压帽，在阶梯孔的下部内侧固定有环形挡块，工字形压力轴的上部套装在阶梯孔的下部并座于环形挡块上，工字形压力轴、上封帽和液压帽之间形成液压腔，在液压帽上设置有与液压腔相连通的传压孔，在工字形压力轴的下部固定卡装有岩心压帽，在岩心压帽的下端面上设置有空心槽，在岩心压帽上有与空心槽相连通的通气孔；称重计量装置包括驱替液管、上控制阀、下控制阀、滴管、密闭称重计量罩、称重模块、托盘和储液管，驱替液管呈倒U形状，驱替液管包括固定连通在一起的左管、横管和右管，左管与充液孔通过管件相连，右管顶部安装有上控制阀，右管底部安装有下控制阀，下控制阀底部连通有穿过密闭称重计量罩顶部的滴管，密闭称重计量罩底部内侧固定有称重模块，称重模块上座有托盘，托盘上安装有储液管，滴管底部位于储液管内部且不与储液管内壁相触。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述底座上部设置有岩心筒安装槽，岩心筒的下部通过螺纹固定安装在岩心筒安装槽内，岩心筒的中部外侧设有施力缺口，液压帽上的传压孔连接有压力传感器。

上述在底座的上端面上可设有通过螺纹固定在岩心筒外部的旋进卡环，旋进卡环的下部外侧固定有下压块，在底座的上部外侧固定安装有卡环卡套，卡环卡套的中部外侧设有施力缺口，卡环卡套的上部内侧固定有上压块，卡环卡套上的上压块压紧在旋进卡环的下压块上。

上述密封腔内可有半渗透隔板座，在半渗透隔板座的底部固定有安装块，在底座的上端中部设置有第一安装槽，安装块安装在第一安装槽内；在半渗透隔板座的上部设置有第二安装槽，在第二安装槽内从下至上安装有与第二安装槽相对应的滤网和半渗透隔板，安装块和半渗透隔板座上均设有与充液孔匹配相连通的通孔。

上述驱替液管、下控制阀外部可设有存储计量罩，存储计量罩内固定有连接座，连接座上端口与左管相连，连接座下端口与充液孔相连，存储计量罩对应右管位置处设有观察窗，右管上设有刻度。

上述密闭称重计量罩外侧可固定有信号接口，信号接口与称重模块相连。

上述密闭称重计量罩的内部可固定安装有温度传感器，温度传感器与信号接口相连。

上述卡环卡套和底座之间可通过螺纹固定安装在一起，上封帽和岩心筒之间通过螺纹固定安装在一起，液压帽和上封帽之间通过螺纹固定安装在一起。

上述在液压帽和上封帽之间可安装有密封圈，在岩心筒和上封帽之间安装有密封圈，在工字形压力轴和上封帽之间安装有密封圈。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过驱替压力孔向密封腔内加压，连通空心槽和密封腔的通气孔实现岩心的上端面和周边同时加压，极大程度缩短驱替周期；通过驱替液管、上控制阀和下控制阀配合，实现从充液孔至驱替液管充满驱替液的需要，为精确称重计量做好铺垫工作；通过密闭称重计量罩、称重模块、滴管和储液管的配合使用，实现精确称重的目的。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为底座，2为岩心筒，3为上封帽，4为工字形压力轴，5为密封腔，6为充液孔，7为半渗透隔板，8为驱替压力孔，9为液压帽，10为环形挡块，11为液压腔，12为传压孔，13为岩心压帽，14为空心槽，15为上控制阀，16为下控制阀，17为滴管，18为密闭称重计量罩，19为称重模块，20为托盘，21为储液管，22为左管，23为横管，24为右管，25为施力缺口，26为旋进卡环，27为卡环卡套，28为半渗透隔板座，29为安装块，30为滤网，31为存储计量罩，32为连接座，33为观察窗，34为信号接口，35为温度传感器，36为密封圈。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置包括岩心驱替装置和称重计量装置；岩心驱替装置包括底座1、岩心筒2、上封帽3和工字形压力轴4，岩心筒2固定安装在底座1上，在岩心筒2的顶部固定安装有上封帽3，底座1、岩心筒2和上封帽3之间形成密封腔5，在底座1上设有与密封腔5相连通的充液孔6，在密封腔5内安装有能堵住充液孔6的半渗透隔板7，在上封帽3上分别设置有与密封腔5相连通的驱替压力孔8和上大下小的阶梯孔，在阶梯孔的上部固定安装有液压帽9，在阶梯孔的下部内侧固定有环形挡块10，工字形压力轴4的上部套装在阶梯孔的下部并座于环形挡块10上，工字形压力轴4、上封帽3和液压帽9之间形成液压腔11，在液压帽9上设置有与液压腔11相连通的传压孔12，在工字形压力轴4的下部固定卡装有岩心压帽13，在岩心压帽13的下端面上设置有空心槽14，在岩心压帽13上有与空心槽14相连通的通气孔；称重计量装置包括驱替液管、上控制阀15、下控制阀16、滴管17、密闭称重计量罩18、称重模块19、托盘20和储液管21，驱替液管呈倒U形状，驱替液管包括固定连通在一起的左管22、横管23和右管24，左管22与充液孔6通过管件相连，右管24顶部安装有上控制阀15，右管24底部安装有下控制阀16，下控制阀16底部连通有穿过密闭称重计量罩18顶部的滴管17，密闭称重计量罩18底部内侧固定有称重模块19，称重模块19上座有托盘20，托盘20上安装有储液管21，滴管17底部位于储液管21内部且不与储液管21内壁相触。

这样，工字形压力轴4可以上下移动，防止在安装过程中岩心压帽13对岩心造成损坏；工字形压力轴4与上封帽3、岩心压帽13间的安装方式为现有公知安装技术，可先加工与工字形压力轴4两头直径相匹配的孔，待工字形压力轴4一头装入孔后，再将与工字形压力轴4中间轴匹配的圆环采用焊接等公知的方式固定在装入工字形压力轴4的孔上，即可套装好工字形压力轴4；半渗透隔板7为现有公知公用的设备，半渗透隔板7只能使驱替液通过而气体不能通过；岩心压帽13上的通气孔连通空心槽14和密封腔5实现岩心的上端面和周边同时加压，从待测岩心的上端面和周边同时进行驱替；岩心压帽13可呈上窄下宽的圆台状，增大岩心受力面积避免损坏岩心；驱替液管、上控制阀15和下控制阀16配合，实现从充液孔6至驱替液管充满驱替液的需要，为精确称重计量做好铺垫工作；密闭称重计量罩18可避免外界气流和杂物对称重的影响，并减小温度对准确计量的影响；非接触式的滴管17和储液管21，大大提高了岩心驱替液称重的准确性，测量精度可提高到千分之一以上；称重模块19为现有公知公用技术，其可为计量精准的计量称；通过底座1、岩心筒2、上封帽3、工字形压力轴4和半渗透隔板7，使岩心中的驱替液驱替至称重计量装置进行计量从而计算岩心毛管压力的目的，具有安全可靠、拆卸方便和测量周期短的特点，方便了操作，提高了工作效率。上封帽3、岩心筒2和工字形压力轴4均可为不锈钢；岩心压帽13可为聚四氟乙烯。

可根据实际需要，对上述用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，底座1上部设置有岩心筒安装槽，岩心筒2的下部通过螺纹固定安装在岩心筒2安装槽内，岩心筒2的中部外侧设有施力缺口25，液压帽9上的传压孔12连接有压力传感器。这样可即时监测密封腔5内的压力，随着岩心筒2通过螺纹向下旋进，耦合压力快速达到设定值，既保证了驱替密封的需要，又满足了对岩心端面与半渗透隔板7端面耦合压力的需求；施力缺口25便于安装时工具进行施力。

如附图1所示，在底座1的上端面上设有通过螺纹固定在岩心筒2外部的旋进卡环26，旋进卡环26的下部外侧固定有下压块，在底座1的上部外侧固定安装有卡环卡套27，卡环卡套27的中部外侧设有施力缺口25，卡环卡套27的上部内侧固定有上压块，卡环卡套27上的上压块压紧在旋进卡环26的下压块上。因岩心筒2需要经常旋进操作，丝扣前几圈极易损坏；旋进卡环26的设计可使丝扣损坏后通过快速更换旋进卡环26继续保障本发明的使用，卡环卡套27保证了旋进卡环26的固定和快捷更换，施力缺口25便于安装时工具进行施力。

如附图1所示，密封腔5内有半渗透隔板座28，在半渗透隔板座28的底部固定有安装块29，在底座1的上端中部设置有第一安装槽，安装块29安装在第一安装槽内；在半渗透隔板座28的上部设置有第二安装槽，在第二安装槽内从下至上安装有与第二安装槽相对应的滤网30和半渗透隔板7，安装块29和半渗透隔板座28上均设有与充液孔6匹配相连通的通孔。这样，半渗透隔板座28保证了半渗透隔板7的取出、更换和保养方便快捷；滤网30进一步保证驱替液通过而气体不能通过。

如附图1所示，驱替液管、下控制阀16外部设有存储计量罩31，存储计量罩31内固定有连接座32，连接座32上端口与左管22相连，连接座32下端口与充液孔6相连，存储计量罩31对应右管24位置处设有观察窗33，右管24上设有刻度。这样便于观察岩心驱替整个过程中驱替液管内的情况，从而进行准确操作；还能快速粗略计量液体。

如附图1所示，密闭称重计量罩18外侧固定有信号接口34，信号接口34与称重模块19相连。信号接口34与控制处理装置相连，实现快速清零、称重工作。

如附图1所示，密闭称重计量罩18的内部固定安装有温度传感器35，温度传感器35与信号接口34相连。这样能监测密闭称重计量罩18内温度变化，并通过信号接口34将信号传入控制处理装置，进行校正，实现不受环境温度影响下的精确测量。

如附图1所示，卡环卡套27和底座1之间通过螺纹固定安装在一起，上封帽3和岩心筒2之间通过螺纹固定安装在一起，液压帽9和上封帽3之间通过螺纹固定安装在一起。这样，各部件通过螺纹固定安装在一起，便于安装和拆卸。

如附图1所示，在液压帽9和上封帽3之间安装有密封圈36，在岩心筒2和上封帽3之间安装有密封圈36，在工字形压力轴4和上封帽3之间安装有密封圈36。这样各部件间可以起到更好的密封效果。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：

步骤一：将充满饱和驱替液的半渗透隔板7装入半渗透隔板座28，半渗透隔板座28***装置底座1。

步骤二：称重计量装置上的上控制阀15放空，用注液器快速连接上控制阀15，将充液孔6至驱替液管内充满驱替液，通过观察窗33观察无气泡溢出后，取下注液器，上控制阀15置气驱控制状态，打开下控制阀16，将右管24内的液体放入储液管21内，气体通过上控制阀15将右管24内的液体吹净，通过信号接口34与称重模块19清零，关闭上控制阀15和下控制阀16。

步骤三：将充满饱和驱替液的岩心放置在半渗透隔板7上，将连接好上封帽3的岩心筒2旋进进入底座1，液压帽9上的传压孔12连接压力传感器，紧到指定压力。

步骤四：驱替压力孔8连接驱替压力，设定驱替压力。

步骤五：开始驱替，驱替到观察窗33观察液位不变时，打开下控制阀16，将右管24内的液体放入储液管21内，上控制阀15置气驱状态吹净右管24内的液体，通过信号接口34与称重模块19称重计量，关闭下控制阀16和上控制阀15。

步骤六：增加驱替压力驱替，重复步骤五的操作；直至岩心不再出液，完成驱替测量。

步骤七：计算半渗透隔板7岩心毛管压力。

Claims (10)

1.一种用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于包括岩心驱替装置和称重计量装置；岩心驱替装置包括底座、岩心筒、上封帽和工字形压力轴，岩心筒固定安装在底座上，在岩心筒的顶部固定安装有上封帽，底座、岩心筒和上封帽之间形成密封腔，在底座上设有与密封腔相连通的充液孔，在密封腔内安装有能堵住充液孔的半渗透隔板，在上封帽上分别设置有与密封腔相连通的驱替压力孔和上大下小的阶梯孔，在阶梯孔的上部固定安装有液压帽，在阶梯孔的下部内侧固定有环形挡块，工字形压力轴的上部套装在阶梯孔的下部并座于环形挡块上，工字形压力轴、上封帽和液压帽之间形成液压腔，在液压帽上设置有与液压腔相连通的传压孔，在工字形压力轴的下部固定卡装有岩心压帽，在岩心压帽的下端面上设置有空心槽，在岩心压帽上有与空心槽相连通的通气孔；称重计量装置包括驱替液管、上控制阀、下控制阀、滴管、密闭称重计量罩、称重模块、托盘和储液管，驱替液管呈倒U形状，驱替液管包括固定连通在一起的左管、横管和右管，左管与充液孔通过管件相连，右管顶部安装有上控制阀，右管底部安装有下控制阀，下控制阀底部连通有穿过密闭称重计量罩顶部的滴管，密闭称重计量罩底部内侧固定有称重模块，称重模块上座有托盘，托盘上安装有储液管，滴管底部位于储液管内部且不与储液管内壁相触。

2.根据权利要求1所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于底座上部设置有岩心筒安装槽，岩心筒的下部通过螺纹固定安装在岩心筒安装槽内，岩心筒的中部外侧设有施力缺口，液压帽上的传压孔连接有压力传感器。

3.根据权利要求2所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于在底座的上端面上设有通过螺纹固定在岩心筒外部的旋进卡环，旋进卡环的下部外侧固定有下压块，在底座的上部外侧固定安装有卡环卡套，卡环卡套的中部外侧设有施力缺口，卡环卡套的上部内侧固定有上压块，卡环卡套上的上压块压紧在旋进卡环的下压块上。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于密封腔内有半渗透隔板座，在半渗透隔板座的底部固定有安装块，在底座的上端中部设置有第一安装槽，安装块安装在第一安装槽内；在半渗透隔板座的上部设置有第二安装槽，在第二安装槽内从下至上安装有与第二安装槽相对应的滤网和半渗透隔板，安装块和半渗透隔板座上均设有与充液孔匹配相连通的通孔；或/和，驱替液管、下控制阀外部设有存储计量罩，存储计量罩内固定有连接座，连接座上端口与左管相连，连接座下端口与充液孔相连，存储计量罩对应右管位置处设有观察窗，右管上设有刻度。

5.根据权利要求1或2或3所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于密闭称重计量罩外侧固定有信号接口，信号接口与称重模块相连。

6.根据权利要求4所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于密闭称重计量罩外侧固定有信号接口，信号接口与称重模块相连。

7.根据权利要求5所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于密闭称重计量罩的内部固定安装有温度传感器，温度传感器与信号接口相连。

8.根据权利要求6所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于密闭称重计量罩的内部固定安装有温度传感器，温度传感器与信号接口相连。

9.根据权利要求1或2或3所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于卡环卡套和底座之间通过螺纹固定安装在一起，上封帽和岩心筒之间通过螺纹固定安装在一起，液压帽和上封帽之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，在液压帽和上封帽之间安装有密封圈，在岩心筒和上封帽之间安装有密封圈，在工字形压力轴和上封帽之间安装有密封圈。

10.根据权利要求8所述的用于半渗透隔板岩心毛管压力快速测量装置，其特征在于卡环卡套和底座之间通过螺纹固定安装在一起，上封帽和岩心筒之间通过螺纹固定安装在一起，液压帽和上封帽之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，在液压帽和上封帽之间安装有密封圈，在岩心筒和上封帽之间安装有密封圈，在工字形压力轴和上封帽之间安装有密封圈。